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一种在发酵过程中降低细菌纤维素结晶度的方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-10-18 08:49:05

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:天津市滨海新区| 门松 | 2022-10-28 15:04:07
本发明提供了一种发酵过程中降低细菌纤维素结晶度的方法,包括以下步骤:制备培养液,将细菌纤维素生产菌株接种到所述培养液中,然后在28℃~32℃静态发酵或者在100rpm~200rpm旋转发酵至100h~120h,在发酵过程初期向培养液中添加荧光增白剂,发酵结束后,倒出培养液,得到细菌纤维素,所述荧光增白剂的体积为所述培养液体积的0.01%~1%。该方法在细菌的发酵过程中加入荧光增白剂,降低了细菌纤维素纤维带的聚集状况,降低了细菌纤维素的结晶度,该方法简单快速,不会对纤维素的分子量造成影响,成本较低,对细菌纤维素的结晶度具有很好地调控作用。
1. 一种发酵过程中降低细菌纤维素结晶度的方法,其特征在于,包括以下步骤: 制备培养液,将细菌纤维素生产菌株接种到所述培养液中,然后在28°C~32°C静态 发酵或者在IOOrpm~200rpm旋转发酵至IOOh~120h,在发酵过程初期向培养液中添加 荧光增白剂,所述荧光增白剂为2, 2' -(1,2-亚乙烯基)二[5-[[4_[二(2-羟乙基)氨 基]-6-(苯氨基)-1,3, 5-三嗪-2-基]氨基]]苯磺酸和伊文思蓝的混合物,发酵结束后, 倒出培养液,得到细菌纤维素,所述荧光增白剂的体积为所述培养液体积的0. 01 %~1 %。 2. 如权利要求1所述的发酵过程中降低细菌纤维素结晶度的方法,其特征在于,在发 酵Oh~48h加入所述荧光增白剂。 3. 如权利要求2所述的发酵过程中降低细菌纤维素结晶度的方法,其特征在于,在发 酵Oh~6h加入所述荧光增白剂。 4. 如权利要求1所述的发酵过程中降低细菌纤维素结晶度的方法,其特征在于,在发 酵Oh~6h加入体积为所述培养液体积0. 05 %~1 %的荧光增白剂。

细菌纤维素之间、细菌纤维素和水分子之间形成了数目庞大的氢键,这些氢 键构成巨大的氢键网格,直接导致了致密的晶体结构的形成。致密的晶体结构严重阻碍了 化学试剂或者生物酶与细菌纤维素表面的有效接触和作用,这也正是天然细菌纤维素非常 难于水解的重要原因。因此,要充分利用细菌纤维素,就需要降低纤维素的结晶度,破坏纤 维素分子间和纤维素和水分子间的氢键,得到无定形程度较高的纤维素。现有的技术通常 采用酸碱的方法对已经合成的细菌纤维素进行部分降解从而获得所需的结晶度,但该方法 容易造成纤维素分子量的损失,从而影响纤维素使用时的机械性能;现有技术还通过加入 一些多糖或者药物改变细菌细胞的形状来获得不同结晶度的细菌纤维素,但需要加入多糖 或者药物量较多(加入的体积分数为2%~10%),成本也会有相应的增加。

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(1)通过在培养液中添加荧光增白剂可以降低细菌纤维素的结晶度;

(2)该方法简单快速,对细菌纤维素的分子量影响较小,成本较低,对细菌纤维素 的结晶度具有很好地调控作用。

加入荧光增白剂,细菌纤维素的结晶度将 会受到不同程度的降低,细菌纤维素层状有序结构也会被破坏。这是因为在细菌发酵过程 中,加入荧光增白剂,荧光增白剂中的M2R可以和细菌纤维素中的羟基形成氢键,从而阻止 细菌纤维素之间、细菌纤维素和水分子之间形成氢键,导致细菌纤维素之间不能相互缠绕 聚集,水分子也不能参与细菌纤维素结晶的形成,因此不会形成巨大的氢键网格,最终得到 无定形程度较高的细菌纤维素,降低了细菌纤维素的结晶度。

技术合作

通过在细菌发酵过程中加入不同浓度的荧光增白剂,可以获得不同结晶度 的细菌纤维素。因此可以通过在发酵过程中加入荧光增白剂来调控细菌纤维素的结晶度, 本发明提供的降低细菌纤维素结晶度的方法简单,经济,且细菌纤维素的结晶度大小可控。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员 来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保 护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。